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Las Leyes de Mendel 1º parte

Por: Orlando Valega, apicultor de Apícola Don Guillermo  Correo: apicoladonguillermo@yahoo.com.ar

 
LAS LEYES DE GREGOR MENDEL DE LA HERENCIA GENETICA - TEORIA MENDELIANA

 Algo de Historia

Gregor Mendel, considerado el padre de la genética, fue un monje austriaco cuyos experimentos sobre la transmisión de los caracteres hereditarios se han convertido en el fundamento de la actual teoría de la herencia. Las leyes de Mendel explican los rasgos de los descendientes, a partir del conocimiento de las características de sus progenitores

Gregor Mendel nació el 22 de julio de 1822 en Heizendorf (hoy Hyncice, República Checa), en el seno de una familia campesina. Dificultades familiares y económicas le obligaron a retrasar sus estudios. Fue un hombre de contextura enfermiza y carácter humilde y retraído.

 El entorno sociocultural influyó en su personalidad científica, principalmente el contacto directo con la naturaleza, las enseñanzas de su padre sobre los cultivos de frutales y la relación con. diferentes profesores a lo largo de su vida, en especial el profesor J. Scheider, experto en pomología.

El 9 de octubre de 1843 ingresó como novicio en el convento de Brünn, conocido en la época por su gran reputación como centro de estudios y de trabajos científicos. Después de tres años, al finalizar su formación en teología, fue ordenado sacerdote, el 6 de agosto de 1847. En un principio fue inducido por su superior a dedicarse al campo de la pedagogía, pero él eligió un camino bien distinto. En 1851 ingresó en la Universidad de Viena, donde estudió historia, botánica, física, química y matemáticas, para graduarse y ejercer como profesor de biología y matemáticas. Durante su estancia allí llegó a dar numerosas clases como suplente, en las materias de matemáticas, ciencias naturales y ciencias generales, con excelente aprobación entre los estudiantes. Sin embargo, una vez finalizados sus estudios, no logró graduarse, por lo que decidió regresar al monasterio de Abbot en 1854. De naturaleza sosegada y mentalidad matemática, llevó una vida aislada, consagrado a su trabajo.

 

Más adelante fue nombrado profesor de la Escuela Técnica de Brünn, donde dedicó la mayor parte de su tiempo a investigar la variedad, herencia y evolución de las plantas, especialmente de los guisantes, en un jardín del monasterio destinado a los experimentos. Sus aportaciones al mundo de la ciencia son consideradas hoy como fundamentales para el desarrollo de la genética.

Hacia el final de su vida, en 1868, Mendel fue nombrado abad de su monasterio, donde murió el 6 de enero de 1884 a causa de una afección renal y cardiaca.

Mendel tuvo la fortuna de contar, en su propio monasterio, con el material necesario para sus experimentos. Comenzó sus trabajos estudiando las abejas, coleccionando reinas de todas las razas, con las que llevaba a cabo distintos tipos de cruces. Entre 1856 y 1863 realizó experimentos sobre la hibridación de plantas. Trabajó con más de 28.000 plantas de distintas variantes del guisante oloroso o chícharo, analizando con detalle siete pares de características de la semilla y la planta: la forma de la semilla, el color de los cotiledones, la forma de la vaina, el color de la vaina inmadura, la posición de las flores, el color de las flores y la longitud del tallo.

Sus exhaustivos experimentos tuvieron como resultado el enunciado de dos principios que más tarde serían conocidos como «leyes de la herencia». Sus observaciones le permitieron acuñar dos términos que siguen empleándose en la genética de nuestros días: dominante y recesivo. “Factor” e “híbrido” son, asimismo, dos de los conceptos establecidos por Mendel de absoluta vigencia en la actualidad.

 

En 1865 Mendel expuso ante la Sociedad de Historia Natural de Brünn una extensa y detallada descripción de los experimentos que había llevado a cabo y de los resultados obtenidos. A pesar de su importancia, y de que su trabajo fue distribuido entre las principales sociedades científicas de su

tiempo, pasó totalmente inadvertido. Al año siguiente, en 1866, publicó su obra fundamental en un pequeño boletín divulgativo de su ciudad, bajo el título Ensayo sobre los híbridos vegetales. En ella expuso la formulación de las leyes que llevan su nombre. Este ensayo contenía una descripción del gran número de cruzamientos experimentales gracias a los cuales habla conseguido expresar numéricamente los resultados obtenidos y someterlos a un análisis estadístico.

A pesar de esta detallada descripción, o quizás por ese mismo motivo, su obra no tuvo respuesta alguna entre la comunidad científica de su época. De hecho, Mendel íntercambió correspondencia con uno de los más eminentes botánicos del momento, Carl Nágeli, aunque éste no pareció muy impresionado por su trabajo. Sugirió a Mendel que estudiara otras plantas, como la vellosina Hieracium, en la cual Nágeli estaba muy interesado. Mendel siguió su consejo, pero los experimentos con Hieracium no fueron concluyentes, dado que no encontró normas consistentes en la segregación de sus caracteres, y empezó a creer que sus resultados eran de aplicación limitada. Su fe y su entusiasmo disminuyeron, y debido a la presión de otras ocupaciones, en la década de 1870 abandonó sus experimentos sobre la herencia. No fue hasta mucho después de la muerte de Mendel, en 1903, cuando se descubrió que en Hieracium se da un tipo especial de partenogénesis, que produce desviaciones de las proporciones fenotípicas y genotípicas esperadas.

Tuvieron que pasar treinta y cinco años para que la olvidada monografía de Mendel saliera a la luz. En 1900 se produjo el redescubrimiento, de forma prácticamente simultánea, de las leyes de Mendel por parte de tres botánicos: el holandés Hugo de Vries en Alemania, Eric Von Tschermak en Austria y Karl Erich Correns en Inglaterra. Asombrados por el sencillo planteamiento experimental y el análisis cuantitativo de sus datos, repitieron sus experimentos y comprobaron la regularidad matemática de los fenómenos de la herencia, al obtener resultados similares. Al conocer de forma fortuita que Mendel les había precedido en sus estudios, estuvieron de acuerdo en reconocerle como el descubridor de las leyes que llevan su nombre.

El británico William Bateson otorgó un gran impulso a dichas leyes, considerándolas como base de la genética (hoy llamada genética clásica o mendeliana), término que acuñó en 1905 para designar la «ciencia dedicada al estudio de los fenómenos de la herencia y de la variación de los seres». En 1902, Boyen y Sutton descubrieron, de• forma independiente, la existencia de un comportamiento similar entre los principios mendelianos y los cromosomas en la meiosis. En 1909 el danés Wilhelm Johannsen introdujo el término «gen» definiéndolo como «una palabrita.., útil como expresión para los factores únitarios... que se ha demostrado que está en los gametos por los investigadores modernos del mendelismo». Sin embargo, no fue hasta finales de la década de 1920 y comienzos de 1930 cuando se comprendió el verdadero alcance del trabajo de Mendel, en especial en lo que se refiere a la teoría evolutiva.

La observación de los resultados obtenidos llevó a Mendel a formular algunas suposiciones que explicaran los resultados obtenidos:

1 ) “En cada organismo hay un par de factores que controlan la manifestación de una cualidad particular”.  Mendel formuló dicha suposición al observar que en la primera generación ( F1 ) aparece sólo un rasgo de la generación parenteral. El segundo rasgo queda oculto en F1 y reaparece en un 25% en la segunda generación  (la reaparición del segundo rasgo sugirió a Mendel que los híbridos llevan oculta una característica). Si hay un factor que queda oculto, es obvio que debe existir otro factor que determina la característica expresada en F1.

 2) “Si un organismo tiene dos factores antagónicos para una característica, uno de ellos puede expresarse con exclusión total del otro”.   Dicha suposición la formuló Mendel al observar el aspecto de la primera generación (F1) cuyos descendientes presentan la característica de uno de los progenitores a pesar que ambos progenitores son puros. Descartó que un factor hubiese sido destruido ya que reaparece en la segunda generación (F2).

 

Mendel supuso que el gene con la característica observada era más “poderoso” que el determinante del rasgo excluido. Llamó gene dominante al que produce el efecto aunque esté presente su antagonista; y gene recesivo al que no se manifiesta en presencia del dominante.

 

Los “factores antagónicos” corresponden a lo que actualmente se llama genes alelos. En los individuos de líneas puras, los dos genes alelos son iguales (ya sea dominantes o recesivos). Para indicar si los genes del individuo son idénticos  o distintos se usan los términos  homocigoto  (genes alelos iguales) y heterocigotos (genes alelos diferentes). Un híbrido es un organismo heterocigoto. Un individuo de línea pura es homocigoto.

 

 

3) “Los factores hereditarios se separan o segregan al formarse las células sexuales de manera que cada gameto lleva un factor de cada par”. Esta suposición llevó a  Mendel a explicar porque los organismos llevan siempre dos genes para cada rasgo y la relación de 3:1 de la segunda generación. Mendel supuso que el óvulo y el espermio son portadores de un solo factor para el rasgo que se hereda .La fusión de los gametos (fecundación), restablece el par de factores que controla la característica Además, la segregación de los genes determina que en los híbridos, el 50% lleve uno de los factores (genes alelos) y el otro 50% lleva el otro.

 

Antes de introducirnos en  el análisis de las leyes de Mendel, revisaremos algunos conceptos que nos permitirán  lograr en mejor forma nuestro propósito.

 

 

 

¨       LOS CROMOSOMAS son componentes nucleares que desempeñan un papel importante en la herencia, porque en ellos está localizado el material hereditario: los GENES.

¨       Por lo general los organismos presentan en los núcleos de sus células un doble juego cromosómico proveniente de la unión de los dos gametos, cada uno de los cuales contribuye con una serie cromosómica, tal  es el caso de las células somáticas, que son las que forman la inmensa mayoría de los órganos.

¨       Los gametos o células sexuales son células HAPLOIDES, porque constan de sólo una serie cromosómica. Las células somáticas son células DIPLOIDES, porque constan de dos series cromosómicas. Las células somáticas humanos tienen 46 cromosomas en sus núcleos. Los gametos humanos (espermatozoides y óvulos) tienen 23 cromosomas en sus núcleos.

¨       La unión de un espermatozoide y un óvulo  constituye la fecundación y la célula resultante se llama CIGOTO o CELULA HUEVO. Debido a que los núcleos de las células sexuales tienen una serie cromosómica (son haploides), la célula huevo contiene dos series (es diploide).

¨       Los cromosomas existen por pares en las células somáticas. Los miembros de cada par son homológos entre sí: uno es de origen espermático y el otro de origen ovular, tienen el mismo tamaño, forma y aspecto y contienen dispuestos en el mismo orden, genes similares, es decir, genes que controlan los mismos rasgos hereditarios. Estos genes, que ocupan el mismo lugar (locus) en una pareja de CROMOSOMAS HOMOLOGOS se llaman entre sí GENES ALELOS.

¨       En los gametos no existen pares de cromosomas: como resultado de la MEIOSIS cada célula sexual contiene sólo un miembro de cada pareja de genes alelos.

¨       Desde el punto de vista de su acción sobre los caracteres hereditarios, los genes se dividen en DOMINANTES  y RECESIVOS. Los genes dominantes son capaces de hacer aparecer un determinado carácter hereditario cualquiera sea el gen que constituye su par.

¨       Los genes recesivos manifiestan su efecto sólo en ausencia de su alelo dominante, vale decir, su efecto se produce sólo si aparece en doble dosis en las células del organismo.

¨       Cuando los miembros de un par de alelos son iguales en un individuo, se dice que es HOMOCIGOTO para el rasgo hereditario en estudio. Por ejemplo, si se examina el par de genes alelos que un individuo presenta para la determinación de su grupo sanguíneo, es homocigoto si los pares alelos son: A-A, B-B y O-O.

¨       Cuando los miembros del par alelo son distintos,  el individuo es HETEROCIGOTO para el rasgo. Ejemplo A-O, B-O, A-B.

¨       La constitución genética que tiene un ser para sus rasgos hereditarios, representa su GENOTIPO.

¨       El aspecto externo de un ser, vale decir, la forma como se manifiesta el Genotipo constituye el FENOTIPO. Por ejemplo A-A o AO constituyen genotipos que puede presentar un individuo con relación a su grupo sanguíneo. En ambos casos el fenotipo es “grupo sanguíneo A”. El gen O es recesivo. Si un hombre presenta fenotípicamente el grupo O, su genotipo debe ser O-O.

¨       Las más generales y las más simples de las reglas que rigen los fenómenos de la herencia fueron descubiertas por experiencias de hibridación. Estas experiencias consisten en el estudio de la transnmisión de una o varias características (monohibridismo, polihibridismo) propias de una variedad por cruzamiento con otra variedad cuyas características correspondientes son diferentes.

 

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